DE1433658C - Verfahren zur kontinuierlichen Umwandlung von schmelzflüssigem Roheisen in Stahl - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur konti- dies bisher nicht in Verbindung mit voneinander ge-

nuierlichen Umwandlung von schmelzflüssigem Roh- trennten Reaktionszonen in Betracht gezogen, und

eisen in Stahl durch Frischen mit einem gasförmigen, dementsprechend war es bisher auch nicht möglich,

Sauerstoff in freier oder gebundener Form enthalten- die chemischen Reaktionen zwischen dem Zerstäu-

den Frischmittel. 5 buhgsgas und den Roheisentröpfchen im erwünschten

Es sind bereits kontinuierliche Frischverfahren be- und für die Erreichung wiederholbarer Ergebnisse kannt, bei denen die Umsetzungskomponenten Roh- notwendigen Ausmaß zu steuern,
eisen, Frischmittel und schlackenbildende Stoffe stetig Durch die erfindungsgemäße Umsetzung in feinin ein Reaktionsgefäß eingeführt werden und der her- verteiltem, d. h. zerstäubtem Zustand wird die für gestellte Stahl stetig abgezogen wird. Ein bekannter io Frischprozesse erforderliche große Flächenberührung Vorschlag auf diesem Gebiet besteht darin, die Roh- geschaffen, die es ermöglicht, unter Einhaltung der eisenschmelze in Kontakt mit dem Frischmittel einen optimalen Bedingungen hinsichtlich Temperatur und liegenden Trommelkonverter durchlaufen zu lassen, Sauerstoffangebot in jeder Zone ein Maximum an der durch Einbauten in mehrere zylindrische Ab- Reaktionsgeschwindigkeit und demzufolge eine minischnitte geteilt ist, wobei eine stufenweise Zerlegung 15 male Fnschdauer zu erreichen. In Verbindung damit des Prozesses in unterschiedliche Reaktionen (Ent- findet man mit kleinen Reaktionsräumen das Aussilizierung, Entkohlung, Entphosphorung) erreicht langen und bedarf keiner umfangreichen Transportwerden sollte. ....'·. ...-.-'.■ und Zusatzanlagen.

Ein anderer Vorschlag dieser Art geht dahin, den Die Trennung der Reaktionszonen bei dem erfin- Frischprozeß in mehreren voneinander getrennten *> dungsgemäßen Verfahren ist eine vollständige, d. h., Reaktionszonen, und zwar in einer oder mehreren es werden geschlossene Reaktionskammern verwen- Vorfrischreaktionszonen und einer Entkohlungszone, det, die untereinander nicht in Verbindung stehen,

durchzuführen, die auf verschieden hoher Tempe- Dadurch können in den verschiedenen Kammern ver-

ratur gehalten werden, wobei in jede dieser Zonen schiedene Bedingungen in bezug auf Temperatur,

Sauerstoff mit Lanzen eingeblasen wird. . . as Druck u. dgl. eingehalten werden; es wird eine gegen-

Nach einem weiteren bekannten Vorschlag wird seitige Beeinflussung vermieden, die Bildung von der Frischprozeß in treppenförmig jeweils unterein- Rauch und Staub wird verhindert, und es können ander und hintereinander angeordneten Herdofen brennbare Abgase aus einer Kammer nutzbar gedurchgeführt. Die Metallschmelze läuft kontinuierlich macht werden. Die Reaktionszonen bzw. -kammern über geneigte Oberlaufleitungen von den auf höheren 30 sind zweckmäßig kaskadenfönnig hintereinander anNiveaus angeordneten Herdofen in die auf nied- geordnet, wodurch ein Transport des Roheisens rigeren Niveaus angeordneten Herdofen über, wobei durch Schwerkraft möglich ist.
der Frischprozeß in jedem Herdofen bei der ge- Wie einleitend erwähnt wurde, zielt die Erfindung wünschten Temperatur, Schlackenzusammensetzung darauf ab, durch eine Zerlegung des Frischprozesses und Atmosphäre verlaufen kann. Da bei Herdfrisch- 35 in einzelne Stufen und durch die Schaffung großer verfahren jedoch nur geringe Frischgasgeschwindig- Reaktionsflächen eine maximale Umsetzung zu erkeiten erzielt werden, ist eine große Anzahl von zielen: Die Begleitelemente des Roheisens verhalten Herdöfen erforderlich. sich in bezug auf die Affinität zum Sauerstoff nicht

Die beschriebenen bekannten Verfahren haben, so- gleichartig. Aus der Betrachtung der Gleichgewichtsweit bekannt, bis heute keine Betriebsreife erlangt, 40 beziehungen der Oxydationsreaktionen jedes einzelweil ihnen eine wesentliche Voraussetzung der kon- nen als Begleiter des Roheisens auftretenden EIetinuierlichen Verfahrenstechnik, nämlich eine hohe mentes, insbesondere Si, Mn, P, Al, C, ergibt sich, Umsetzungsgeschwindigkeit auf engem Raum, fehlt. daß im Temperaturbereich der Stahlerzeugung das Tatsächlich sind die in Betracht gezogenen Maßnah- Verhalten des Kohlenstoffes grundsätzlich anders ist men, das Einblasen des Frischmittels mittels Lanzen 45 als das der übrigen Elemente, indem die Affinität des in verhältnismäßig großräumige Konverter und die Kohlenstoffes zum Sauerstoff mit steigender Tempedauernde Aufrechterhaltung flüssiger Metallbäder in ratur zunimmt, während die Affinität aller anderen den Konvertern, der diskontinuierlichen Arbeitsweise Begleitelemente abnimmt Im Temperaturbereich des entlehnt, und sie eignen sich auch nur für Chargen- flüssigen Eisens ist die Sauerstoffaffinität des weisen Betrieb. 50 Mangans am größten, dann folgen Silizium und AIu-

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Überwin- minium.

dung der geschilderten Nachteile und Schwierig- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird

keiten. Sie hat ein kontinuierliches Verfahren zur diesen Beziehungen durch Einhaltung bestimmter

Umwandlung von flüssigem Roheisen in Stahl zum Temperaturen in den einzelnen Zonen und/oder Ziel, wobei die erwünschte hohe Umsetzungs- ss durch Einhaltung des optimalen Sauerstoffangebots

geschwindigkeit in kleinräumigen Reaktionskammern Rechnung getragen. Wenn im Roheisen außer Koh-

wirklich erreicht wird. . . lenstoff nur Mangan und Silizium als Begleitelemente

Das erfindungsgemäße Verfahren, welches in meh- vorhanden sind, die ohne Zugabe von schlackenbil-

rcren voneinander getrennten Reaktionszonen, und denden Stoffen entfernt werden können, genügt eine

zwar in mindestens einer Vorfrischreaktionszone und 60 einzige Vorfrischreaktionszone. Ist außerdem Phos-

einer Entkohlungsreaktionszone durchgeführt wird, phor vorhanden, so wird eine zusätzliche Vorfrisch-

die auf verschieden hohen Temperaturen gehalten reaktionszone vorgesehen, wobei in der ersten Re-

werden» ist dadurch gekennzeichnet, daß das Roh- aktionszone ohne Zugabe von schlackenbildenden

eisen beim Einfließen in wenigstens eine der Re- Stoffen Silizium und/oder Mangan und in der zweiten

aktionszoncn mittels des Frischgases zerstäubt Wird. 65 Reaktionszone unter Zugabe von Kalk, insbesondere

Es ist /war an sich schon bekannt, flüssiges Roh- Kalkstaub, Phosphor entfernt wird. Die Vorfrisch-

eiscn mittels oxydierender Gase zu zerstäuben und und die Entphosphoningsreaktionszone werden vor-

damit eine Frischwirkung zu erzielen, jedoch wurde zugsweise auf einer Temperatur von 1250 bis 1350 C

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gehalten, während die Entkohlungszone auf höherer kenabscheider, der als Vorherd 2 dargestellt ist, zur

Temperatur, nämlich auf 1550 bis 1800° C, gehalten Entschwefelungsanlage 3. Das Roheisen soll hier

wird. In der oder in den Vorfrischreaktionszonen weitgehend entschwefelt werden, da eine besondere

wird zweckmäßig ein an Sauerstoff ärmeres Frisch- Entschwefelung beim folgenden Frischprozeß nicht

mittel, z. B. Luft oder ein Sauerstoff-CO₂- bzw, 5 vorgesehen ist - — r ;. :;

-HgO-Gemisch, als Frischmittel verwendet; in der Ein Roheisenmischer 4, ist der erfindungsgemäßen

Entkohlungszone erreicht man mit sauerstoffangerei- Kaskadenfrischanlage vorgeschaltet. Dieser Mischer

cherter Luft oder technisch reinem Sauerstoff die dient als Roheisenspeicher und Ausgleichsbehälter,

besseren Ergebnisse. Dem gasförmigen Frischmittel Er ist nicht unbedingt notwendig, da auch direkt vom

können feste Oxyde, insbesondere Eisenoxyde, zuger io Hochofen her gearbeitet werden kann, wenn dieser

fügt sein, wie später noch genauer beschrieben wird. laufend Roheisen abgibt . ^''.i^ ■.:.-,■■:.':ν-^-ΐ^.'

Die einzelnen Reaktionszonen werden zweckmäßig Der KaskadenfrischprozeB umfaßt die früher auf-

durch eine vom Frischprozeß unabhängige Heizung gezählten Stufen I bis VI; die Oxydations- bzwf

auf der vorbestimmten Temperatur gehalten. . . Frischstufen werden in den geschlossenen, mit feuer?

Unter Bedachtnahme auf die erwähnten Grund- 15 festem Material ausgekleideten Oxydationskammem 5,

sätze des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht eine 14 und 22 durchgeführt; ί ^Γ.ί/^^-%:-.:.~::::ϊ.^^φ:;1^

bevorzugte Ausfühningsform für die Umwandlung In der Reaktionskammer 5 wird die Stufe I durch-

von Roheisen, welches neben Silizium und Mangan geführt Auf das in senkrechtem Strahl einfließende

Phosphor enthält, in folgenden Stufen: ■ Roheisen wird durch die Düse 10 gasförmiges Frisch-

_ _Λ , . ' ... . ... , . . . ao mittel aufgeblasen, und das Roheisen wird zerstäubt,

I. Oxydation von Silizium und Mangan bei nied- _A,_{s Friscmilitte}, _{können co} O₂, Η,Ο-Dampf, Luft

nger Temperatur und Abscheiden der anfallen- _am den Speichern β, 7,8 und 8 a^« Gemische dar-

den Oxydaüonsprodukte vom Eisen. _aus ^^, _werdeDj ^ _{Eisenerz aus} ,^_{n Spei}.

II. Oxydation von Phosphor in Gegenwart schlak- eher 7 a kann zugesetzt werden. Das Frischmittel wird kenbildender Stoffe bei niedriger Temperatur, _a5 durch die Leitung 9 zur Düse 10 geleitet In der vorTrennung der Schlacke vom Eisen, geschalteten Mischdüse 10a wird das-gasförmige

III. Aufheizen auf Kohlenstoffreaktionstemperatur Frischmittel mit dem festen gemischt

und Stahlschmelztemperatur. Die Reaktionskammer 5 wird vor Beginn des Fri-

TV. Oxydation des Kohlenstoffes bei hoher Tem- schens auf die gewünschte Temperatur von etwa

peratur 30 1250" C aufgeheizt Eine elektrische Heizung ist einer

V. Desoxydation des Stahls mit gasförmigen und/ ^G^^he£T Ti^ST'· ^f *" -^ ^T*

oder aten Reduktionsmitteln. produkt Aaxh Abgase mchtvenii«._mg^

,. . ■.-■·,· wird die Gasmenge im Reaktionsraum nicht erhöht

VL Beruhigen und Legieren. Es ist ausreichend, in der Stufe I ein Eisen mit nied-

In der Aufheizzone wird die Temperatur des Roh- 35 rigem Silizium- und Mangangehalt zu erzielen. Der eisens auf die Temperatur der Entkohlungszone ge- Abbrand beträgt für Silizium und Mangan in der bracht Zum Unterschied von den bekannten Frisch- Stufe I etwa 70·/·, so daß bei Stahlroheisen als Ausverfahren ist hierzu nicht die Verbrennungswärme gangsprodukt noch etwa 0,1 bis 0,3*/· Silizium und des Siliziums, Mangans, Phosphors und Eisens not- Mangan übrigbleiben. Ein vollkommener Abbrand in wendig, die sehr teure Heizmittel darstellen, sondern 40 der Stufe I wird nicht angestrebt, um für die folgendies erfolgt mit einem billigen Heizmittel, wie Gas den Stufen noch einen Oxydationsschutz für das oder Elektrowärme. Die Oxydation der Roheisen- Eisen zu haben. Aus der Kammer 5 fließen Schlacke begleitelemente in den Vorfrischreaktionszonen soll und Metall durch einen Abfluß aus. Die Trennung zu keiner wesentlichen Temperaturerhöhung führen, der Schlacke vom Metall erfolgt außerhalb des Reakweil dies eine Senkung der Reaktionsgeschwindigkeit 45 tionsraumes, beispielsweise durch eine Vorrichtung, . in den Vorfrischzonen zur Folge hätte. Wie bereits wie sie beim Roheisenabstich des Hochofens angeerwähnt wurde, wird das Vorfrischen bevorzugt mit wandt wird. -·.·■. .;·■■':- einem schwach oxydierenden Gas, z. B. mit CO₂, Das bei der Zerlegung von 2CO₂ in 2 CO und O₂ H₂O oder Luft bzw. mit Gemischen daraus, durch- freiwerdende CO wird durch die Abgasleitung 11 in geführt Man kann auch ein Gemisch aus festen und 50 die Sammelleitung 12 geführt Dasselbe gut auch für gasförmigen Reaktionsmitteln verwenden. Der wirt- etwas durch eine HjO-Zeriegung entstandenes H₈. ' schaftlichste Betrieb ergibt sich, wenn mit. einer ■ Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel werden in der Mischung von gasförmigen und festen Oxydations- Stufe I kaum verändert und entsprechen etwa den mitteln gefrischt wird, da dann aus dem Eisenerz Roheisenwerten. Das Metall wird durch die Leitung (festes Oxydationsmittel) nach dem direkten Stahl- 55 13 in die auf 1250³C befindliche Reaktionskammer herstellungsverfahren durch die Elemente Silizium, 14 geleitet, in der die Stufe II durchgeführt wird. In Mangan, Phosphor und Kohlenstoff Eisen reduziert dieser Stufe werden Sauerstoff aus dem Behälter 7 wird. Der Frischprozeß in dieser Phase stellt so ein und Erz aus dem Behälter 7 α über die Mischdüse kombiniertes Verhüttungsfrischverfahren dar. 18 a durch die Leitung 16 zugeführt, und mittels der : Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage 60 Düse 15 wird das über die Leitung 13 einfließende zu seiner Durchführung werden nun an Hand der Metall zerblasen. Zur Verschlackung der entstehen-Zeichnung noch näher erläutert. Es stellt dar den Phosphorsäure wird Kalkstaub verwendet, der

F i g. 1 ein Schema des Stoff-Flusses, . durch die Mischdüse 18 mit dem Sauerstoff vermischt Fig. 2 ein Schema einer bevorzugten Art der zugeführt, wird. Verläuft die Reaktion mit reinem Metallzerstäubung. . 65 Sauerstoff zu heiß, so muß der Erzanteil erhöht In Fig. 1 ist mit 1 ein Hochofen bezeichnet, der werden.

mit niedrigstem Koksbedarf betrieben werden kann Die Trennung der Ρ,,Ο-haltigen Schlacke rom Eisen

(Stahleisen). Das Roheisen läuft über einen Schlak- geht wie in der ersten Kammer vor sich. Das aus der

Stufeil abfließende Eisen ist nahezu frei von Mangan, werden außerhalb getrennt. Das entstehende Abgas Silizium, Phosphor und Schwefel. ; ' wird im Feldrohr 33 abgeführt.

Das kohlenstoffreiche Eisen wird im Ofen 21 von Einfacher kann die Desoxydation mit einer Des-

etwa 1300 auf 1650° C erhitzt (Stufe ΠΙ). Die Erhit- Oxydationsschlacke durchgeführt werden. In diese zung erfolgt mit einer Elektro- oder Flammenheizung. 5 Schlacke, die in der Desoxydationskammer flüssig Das Eisen befindet sich nach dem Verlassen des gehalten wird, wird der zu desoxydierende Stahl einOfens auf Stahlschmelztemperatur, die auch die Koh- geleitet oder eingeblasen. Die Vorrichtung hierzu ist lenstoffoxydationsreaktion ermöglicht.^: ■ " ' praktisch die gleiche wie vorher, nur müssen mit dem

In der Kammer 22 erfolgt die Oxydation des Koh- ' Zerstäubungsgas auch die Schlackenbildner eingeblalenstoffes (Stufe IV der Frischkaskade). Durch die iq sen werden. ^^^ύ^^^^^^-ψ^^^Α^-Λ^- Leitung 23 läuft das Metall ein und wird mittels der Die Legierungsstufe VI wird in den Kammern 41

Düse 24 durch das Frischmittclzerstäubt. Die oxydie- durchgeführt, wobei Legierungselemente in festem rende Wirkung kann durch Mischen von O_x, Fe₂O₁, oder flüssigem Zustand eingebracht werden. Für die HjO-Dampf, CO_x und Luft geregelt werden. Diese Herstellung von hochlegierten Stählen sollen die Regelung des Sauerstoffangebotes hat den Zweck, 15 Kammern 41 heizbar sein. " - ^v v^

eine Eisenverbrennung zu vermeiden. Die Kohlen- Das Einschmelzen von Schrott ist bei dem erfin-

stoffreaktionskammer22istauf 1650bisl800°Cvor- dungsgemäßen Verfahren in den einzelnen Stufen geheizt. Das bei der Reaktion entstehende CO wird nicht möglich. Mit Hilfe des aus der Stufe I und der durch die Leitung 27 in die Sammelleitung 12 geleitet. Stufe IV kommenden CO kann jedoch Schrott ge-Das Eisen wird von etwa vorhandener Schlacke außer- so schmolzen werden, so daß das erfindungsgemäße Verhalb der Kammer 22, wie bei den Stufen I und II, ge- fahren auch in dieser Hinsicht anderen Methoden trennt. nicht unterlegen ist.

Der Fluß des Eisens durch die einzelnen Stufen Für das Schrottschmelzen ist der Schachtofen 42

wird bei den Kaskaden I bis IV durch den Niveau- vorgesehen.

unterschied erreicht. Man kann jedoch, wenn die 95 Da beim erfindungsgemäßen Kaskadenfrischen die baulichen Voraussetzungen dies nicht erlauben, d. h., einzelnen Kammern gasdicht sind, treten keine oder wenn der erforderliche Niveauunterschied nicht für nur geringe Gasverluste auf. Es können daher die alle Zonen vorhanden ist, das Metall zwischendurch Abgase, die noch brennbare Bestandteile enthalten, mit einer Hebevorrichtung heben. Diese Möglichkeil gesammelt und für Heizzwecke verwendet werden, ist in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 30 Für das Schrottschmelzen steht daher noch Wärme nach der Zone IV vorgesehen. Das Eisen fließt nach ' zur Verfügung. .

der Kohlenstoffreaktionsstufe in eine Druckkammer Der Schachtofen arbeitet mit einer gemischten

28. Diese hat die Aufgabe, das Eisen auf eine den Feuerung, d. h. einer Gas- und Streufeuerung. Das baulichen Bedingungen entsprechende Höhe zu heben; aus den Stufen I und IV kommende CO wird im undas Heben erfolgt hier mit CO. und kann mit Hilfe 35 gereinigten Zustand in die Leitung 12 eingeblasen, einer Mammutpumpe durchgeführt werden. Die Bodendüse 43 des Schachtofens 42 ist als Bren-

Uber die Leitung 29 und durch die Düse 30 ge- ner ausgebildet. In diesem wird das ungereinigte CO langt das Eisen in die Reaktionskammer 32, in der verbrannt. Die im Schachtofen vorhandene Koksdie Desoxydationsstufe V durchgeführt wird. Die Des- schicht reduziert etwa mit dem CO eingeblasenen Oxydation erfolgt nach demselben Gnindsatz wie die 4° Fe_tO_shaItigen Staub, so daß eine eigene Gasreinigung beschriebenen Oxydationsvorgänge, d. h. in zerstäub- nicht erforderlich ist. ...

tem Zustand des Metalls, damit die Reaktionsfläche Der Schachtofenbetrieb ist kein reiner Schmelzmöglichst groß ist und die Verweilzeit im Desoxyda- betrieb. Er liegt in seiner Betriebsweise zwischen tionsraum der Verweilzeit in den Oxydationsräumen Hochofen und Gießereischachtofen. Das vom Schachtentspricht. / 45 ofen kommende Eisen geht über Vorherd 43«, Soda-

Bei der Desoxydation ist der Sauerstoffgehalt des entschwefelung 44 zum Roheisenmischer 4 und von Eisens herabzusetzen, und das entstandene Desoxyda- da in die Kaskadenfrischanlage. Das Abgas des tionsprodukt soll vom Eisen wieder vollständig ge- Kupolofens wird je nach Zusammensetzung entweder trennt werden. Die vollständige Abscheidung gelingt ,für die Winderhitzung in die Winderhitzeranlage 45 am sichersten, wenn das Desoxydationsprodukt gas- 50 geleitet oder einer andersgearteten Verwendung zuförmig ist. Ein gasförmiges Desoxydationsprodukt er- geführt, -f j ~_r · .-„ ; ; : : ; ν ■

hält man bei Anwendung von Kohlenstoff als Des- Wie erwähnt, kann in der Stufe III die Aufheizung

Oxydationsmittel. Dieses Mittel ist aber selten (nur elektrisch auf Stahlschmelztemperatur mit Hilfe eines bei hochgekohlten Stählen) anwendbar. Meist muß Durchlaufofens 21 erfolgen. Diese Art der Erhitzung mit anderen Desoxydationsmittel gearbeitet werden. 55 kann eingespart werden, wenn in der Stufe IV die z. B. mit Magnesium. Aluminium usw. Diese Mittel . Aufheizung auf Stahlschmelztemperatur und Entkohwerden in Pulverform mit dem Zerstäubungsgas ein- lung gleichzeitig durchgeführt wird. Die Stufe IV muß geblasen. Das Zerstäubungsgas ist ein nicht oxydie- auf 1650 bis 1750^; C gehalten werden, und die Zerrendes Gas. z. B. CO. Aus der Cö-Leitung 12 wird stäubung muß mit der stark oxydierenden Heizflamme über die Leitung 35 CO entnommen, im Kühler 36 60 erfolgen. Infolge der durch die Zerstäubung vorhanauf Reinigungstemperatur gekühlt, im Wascher 37 denen großen Metalioberfläche erfolgt durch die gereinigt und mit der Pumpe 38 durch die Leitung Strahlung eine rasche Wärmeübertragung, so daß da-34 gefördert: In einer Mischdüse39 wird dasZerstäu- durch die Stufe III erspart werden kann,
bungsgas mit dem festen Desoxydationsmittel ge- In Fig".'.'2 ist ein bevorzugtes Konstruktionsprinzip

mischt. Durch die Düsen 30 und 31 erfolgt das Zer- 65 einer Zerstäubungsdüse schematisch gezeigt. Die Zerblasen des Metalls. Die Desoxydaüonsstufe ist auf stäubungsdüse hat ein Auslaufstück α zur Bildung 1650 C aufgeheizt. Der Stahl und die Desoxydatiohs- eines fallenden Metallstrahles und rechtwinklig oder schlacke fließen gemeinsam aus der Kammer 32 und schräg dazu angeordnete Blasdüsen b mit einem

Düsenmundstück d. Das unter Druck stehende gasförmige Frischmittel wird durch die Blasdüsen eingeblasen. Mit c ist die Ablöse- oder Wirbelkante bezeichnet. Die gegenseitige Lage von α und d beeinflußt die Zerstäubungswirkung. ^r -

1 i".'.."1.1". J Ausführungsbeispiel .

Roheisen wurde in einer Kaskadenfrischanlage gemäß der Erfindung gefrischt. Es wurden in getrennten Kammern eine Vorfrischreaktionszone und eine Entkohlungsreaktionszone mit einer dazwischen angeordneten Aufheizzone vorgesehen. Die Vorfrischkammer wurde auf einer Temperatur von 1250° C gehalten. Luft mit einem Druck von 8 atü wurde als Frischmittel in der Vorfrischzone verwendet. Die Zerstäubungsdüse hatte einen Durchmesser von mm; das Auslaufstück zur Bildung des fallenden Roheisenstrahls hatte einen Durchmesser von 14 mm. Unter diesen Bedingungen wurde eine vollständige Zerstäubung erzielt. - ?;;·:,

Die Entkohlungskammer würde auf einer Temperatür von 1550° C gehalten. Als Frischmittel wurde reiner Sauerstoff verwendet. Die Zerstäubungsbedingungen waren die gleichen wie in der Vorfrischzone (Düsendurchmesser 12 mm, Durchmesser des Eisenstrahls 14 nun, Druck 8 atü).

Folgende Versuchsergebnisse wurden erhalten:

Probenentnahme
nach Sekunden

Si · /. vor

1. Oxydationsstufe (Luft)

MnVr I C»/t j

Oxydation

Si·/·
nach

Mn -Vt

2. Oxydationsstufe (O₂)

CVp I Si⁰Zo i Mn°/o

nach der Oxydation

4,10 0,63 ,; 1,74

Versuch Nr. 1	0,12	0,36	0,92
3,70	0,13	0,35	0,98
3,71	0,11	0,34	0,95
3,72	0,12	0,35	0,95
3,68	0,13 .	0,35	0,96 .
3,71

4,30

0,95 Ι 1,50

Versuch	Nr. 2	0,38	0,86
4,10	0,24	0,34	0,84
4,00	0,23	0,31	0,83
3,90	0,24	0,31	0,85
4,10	0,20	v0,31	0,85 !
4.00	0,18

Versuch Nr.

4,00 0,80 1,00

3,93 3,98 3,97 4,00 3,98 0,21
0,21
0,18
0,14
0,16

0,33
0,33
0,31
0,35
0,33

0,83
0,80
0,81
0,80
0,82

0,10
0,08
0,12
0,12
0,11

0,12.

0,10

0,10

0,11

0,10

0,08
0,10
0,11
0,06
0,10

0,26
0,26
0,25
0,25
0,25

0,21
0,21
0,20
0,22
0,21

0,26
0,26
0,24
0,25
0,25

Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin besteht, daß das Roheisen in jeder Reaktionszone, d. h. in der oder den Vorfrischreaktionszone(n) Und in der Entkohlungsreaktionszone in zerstäubtem oder versprühtem Zustand umgesetzt wird, fallen auch Verfahrensvarianten in den Rahmen der Erfindung, bei denen die Umsetzung in so zerstäubtem oder versprühtem Zustand nicht in allen, sondern nur in einem Teil der einzelnen Verfahrensstufen vorgenommen wird. .

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   SS

   . 1. Verfahren zur kontinuierlichen Umwandlung von schmelzflüssigem Roheisen in Stahl durch Frischen mit einem gasförmigen, Sauerstoff in freier oder gebundener Form enthaltenden Frischmittel, wobei der Frischprozeß in voneinander getrennten Reaktionszonen, und zwar in mindestens einer Vorfrisch- und einer Entkohlungszone. durchgeführt wird, die auf verschieden hoher Temperatur gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Roheisen beim Einfließen in wenigstens eine der Reaktionszonen mittels des Frischgases zerstäubt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der oder in den Vorfrischreaktionszone(n) ein an Sauerstoff ärmeres Frischmittel als in der Entkohlungszone verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der oder in den Vorfrischreaktionszone(n) Luft oder ein Sauerstoff-CO₂- bzw. -HjO-Gemisch als Frischmittel verwendet wird. ■ ■■
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der letzten Vorfrischreaktionszone (Entphosphorungszone) und der Entkohlungszone eine Aufheizzone zwischengeschaltet wird. -
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Entkohlungszone eine Desoxydationszone nachgeschaltet ist, die auf einer Temperatur von 1600 bis 1700^GC gehalten wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Desoxydationsmittel ein in inertem Gas, wie CO₂ oder CO, suspendiertes oxydierbares Metall, wie Al oder Mg. verwendet wird und der zu desoxydierende Stahl mit dem Gas zerstäubt wird.

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7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Desoxidationsmittel eine Desoxydationsschlacke verwendet wird.
8. 8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, mit einer Anzahl von kaskadenförmig hintereinander angeordneten Reaktionskammern, die mit Einlassen für flüssiges Metall und gasförmiges Frischmittel versehen sind, gekennzeichnet durch eine Zerteilungseinrichtung für flüssiges Metall, einen Herd oder ίο

   Sumpf zur Sammlung des zerteilten flüssigen Metalls bzw. zur Trennung des flüssigen Metalls von derSchlacke. _; '·'_.·'
9. 9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zerteilungseinrichtung für das flüssige Metall eine Zerstäubungsdüse vorgesehen ist, die ein Auslaufstück (α) zur Bildung eines fallenden Metallstrahls und rechtwinklig oder schräg dazu angeordnete Düsen (6) zum Ausströmen eines komprimierten Gases aufweist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen